Aké presné sú slnečné hodiny?
Niekedy sa môžeme stretnúť s okoloidúcimi, keď porovnávajú čas na slnečných hodinách s vlastnými hodinkami a vo väčšine prípadov vidíte rozdiely medzi údajmi oboch časovačov. Dnes sme hodinky nastavili podľa veľmi presných atómových hodín, takže slnečné hodiny nefungujú tak, ako by mali? Naopak, aby to bolo možné, existujú dve opravy. Prvý súvisí s zemepisnou dĺžkou miesta, kde sa nachádzajú naše hodiny, a druhý vyplýva z tzv rovnica času, ktorá eliminuje premennú rýchlosť, s akou Zem obieha okolo Slnka.
Najskôr prvé. Slnečné hodiny zobrazujú miestny čas, skutočný čas určený zjavnými pohybmi slnka. Ako 12. hodina, čo je poludnie, predpokladáme okamih, keď sa Slnko týči nad daným miestom, teda dosiahne najvyšší bod svojej dennej cesty z východu na západ. To znamená, že na miestach ležiacich na sever a na juh od tohto miesta je presne rovnaká slnečná hodina. Napríklad (pri pohľade z pobrežia na hory) v Gdaňsku, Grudziądzi, Toruni, Wieluńi, Rybniku a Těšíne padá slnečné poludnie viac-menej súčasne. Časové rozdiely budú badateľné v mestách na východe a na západe. V prípade našej krajiny môže tento rozdiel dosiahnuť aj približne 50 minút (napr. V Chełme dosahujú Słońce vrchol o 48 minút skôr ako v Zgorzeleci). Na preklenutie týchto rozdielovbol zavedený časový pásmo. Takmer celá Európa je v stredoeurópskom čase, ktorý sa určuje na základe 15 ° poludníka pri našej západnej hranici. Inými slovami, 12 hodín v Poľsku, Nemecku, Francúzsku a mnohých ďalších európskych krajinách padá, keď je Slnko presne nad poludníkom tejto dĺžky.
Korekciou zemepisnej dĺžky pre naše slnečné hodiny sa vypočíta rozdiel v stupňoch medzi zemepisnou dĺžkou, kde stoja hodiny, a zonálnym poludníkom (15 °) a vynásobí výsledok 4, pretože 1 stupeň sa rovná 4 minútam. Poďme vypočítať korekciu pre Krakov, mesto leží na dĺžke 20 °.
20 ° - 15 ° = 5 °, výsledok sa vynásobí 4 a získaných 20 minút sa odpočíta od čítania zo slnečných hodín (tieto rozdiely sa odpočítajú, nepridajú, pretože väčšina poľských miest sa nachádza východne od 15. poludníka).
A ešte jeden príklad, tentokrát pre Varšavu, ktorá leží na dĺžke 21 °:
21 ° - 15 ° = 6 °, výsledok sa vynásobí číslom 4. Oprava je 24 minút, čo odpočítame od údajov slnečných hodín.
Týmto spôsobom nás delí krok od stanovenia oficiálneho času. Teraz stačí zohľadniť korekciu vyplývajúcu z časovej rovnice. Opravu za každý deň v roku si môžeme prečítať z tabuľky (foto 2).
Napríklad, ak 11. mája slnečné hodiny ukazujú 9,46 (po zohľadnení korekcie zemepisnej dĺžky), potom sa po pridaní 3 minút a asi 38 sekúnd zaokrúhľujeme na 9,50. V období od marca do októbra platí letný čas, takže k výsledku by ste mali pridať ešte jednu hodinu. V našom príklade to bude teda o 10.50 h DST. Štyrikrát do roka je korekcia časovej rovnice 0, takže slnečné hodiny ukazujú rovnaký čas ako mechanické hodinky. To sa koná 15. apríla, 14. júna, 2. septembra a 25. decembra.
Určenie miestneho poludníka
Pre správne nastavenie slnečných hodín v záhrade je potrebné určiť miestny poludník (foto 3). To umožňuje určiť, v ktorej rovine sa Slnko týči nad záhradou a miestom budúcich meraní času. Poznámka: Nepoužívajte na to kompas, pretože magnetický sever sa dosť výrazne líši od geografického severu.
1. Vyberte si slnečné a rovné miesto. Nech je prázdny a bez nerovností. Toto by malo byť miesto, kam plánujeme umiestniť hodiny.
2. Zasuňte zvislú tyč alebo rovnú tyč do zeme. Inštalujeme to veľmi opatrne. Bude to merací gnomón, ten istý, aký používali starí antici. Optimálna dĺžka je 1 - 1,5 m (príliš krátka bude viesť k nespoľahlivým hodnotám a príliš dlhá spôsobí, že koniec tieňa bude rozmazaný na zemi).
3.2-3 hodiny pred slnečným poludním urobíme okolo gnoma kruh s polomerom rovným dĺžke jeho tieňa (počas letného obdobia sa slnečné poludnie koná asi o 13:00).
4. Označte presné miesto, kde sa koniec tieňa gnomonu dotýka kruhu.
5. Čakáme, kým sa koniec tieňa gnomonu opäť dotkne kruhu. Stane sa to 2-3 hodiny popoludní. Označujeme toto miesto.
6. Z dvoch bodov označených na kružnici nakreslíme oblúky s rovnakým polomerom, väčším ako je vzdialenosť medzi bodmi (veľkosť tohto oblúka nezáleží, ale navrhujeme, aby bol 1,5 - 2-krát väčší ako vzdialenosť medzi bodmi). Označíme si presné miesta ich priesečníka - mali by byť dve, po jednej na každej strane gnomona.
7.Miesta priesečníka oblúkov spojíme priamkou - mala by prechádzať cez miesto, kam sme umiestnili gnomona. Gratulujeme, toto je náš miestny poludník!
Aby ste zvýšili presnosť takéhoto merania, môžete okolo gnomona vytvoriť niekoľko kruhov s iným polomerom a na každom z nich postupne označiť miesta, kde sa ich tieň dotýka. Nasledujúci postup by sa mal opakovať pre každý z kruhov a nakreslená čiara poludníka by mala byť rovnaká pre všetky kruhy. Bez ohľadu na konštrukciu slnečných hodín môžeme zvážiť zafixovanie poludníka a nastavenie gnomónu, ktorý bude vždy ukazovať okamih pravého poludnia. Jedná sa o jedinečnú atrakciu, ktorú doma nemá nikto iný.
Tiene sú v lete veľmi krátke a v zime dlhé. Preto sa najpresnejšie merania uskutočňujú okolo rovnodennosti. Koná sa dvakrát ročne, 20. - 21. marca a 22. - 23. septembra.
Kreslenie vodorovných hodín Ciferník
je možné nakresliť pomocou ktoréhokoľvek z bezplatných počítačových programov dostupných na internete (napr. Shadows Pro) alebo pomocou kresliacich nástrojov. Tu je postupná inštrukcia (obrázok 4).
1. Nakreslite dve priamky kolmé na seba a CO AB pretínajúce sa v bode O. Výsledné segmenty je možné neskôr použiť na určenie času, kedy bude čiara CO o 12, AO - 6:00 a OB - 18. Budú tiež určovať geografické smery svet.
2. Z bodu O nakreslíme čiaru OD tak, aby uhol COD mal hodnotu rovnajúcu sa zemepisnej šírke miesta, pre ktoré sú hodiny určené. V našom príklade je to 50 °, čo zodpovedá južným okresom Krakova.
3. Z ktoréhokoľvek bodu E na OD nakreslíme priamku EF kolmú na OD a pretínajúcu CO v bode F.
4. Z bodu F nakreslíme čiaru GH rovnobežnú s AB.
5.Z bodu F zmeriame posuvným meradlom dĺžku segmentu FE a potom označíme bod C na CO tak, aby sa FC rovnal FE.
6. Z bodu O zmerajte posuvným meradlom dĺžku OC segmentu a potom označte body A a B na čiare AB tak, aby sa OA a OB rovnali OC.
7. Z bodov A, B a C nakreslíme oblúky ľubovoľného, rovnomerného polomeru.
8. Oblúky rozdelíme na uhly 15 °.
9. Z bodu C roztiahnite ramená uhlov tak, aby prekročili čiaru GH.
10. Z takto vytvorených bodov J a L vedieme čiary JK a LM rovnobežne s CO a križujeme čiaru AB.
11. Z bodov A a B roztiahnite ramená uhlov oddeľujúcich ich oblúky tak, aby pretínali priamky JK a LM.
12.Z bodu O nakreslíme čiary spájajúce O s miestami, kde ramená uhlov pretínajú čiary GH, JK a LM.
Hodinové čiary vodorovných slnečných hodín sú teraz pripravené. Týmto spôsobom je možné vyznačiť hodiny na vykreslených hodinách (fotografia 5, poradie ich použitia musí byť v smere hodinových ručičiek).
Vo vyššie uvedenom príklade môžete vidieť oblúk nakreslený okolo bodu O, kde končí hodinové čiary. Nie je to potrebné, ale vďaka nemu sa vyhýbame hustote, ktorá vzniká, keď je toľko riadkov sústredených na jednom mieste. Je to čisto estetická otázka. Hotové slnečné hodiny sme nastavili tak, aby sa čiara CO zhodovala s miestnou čiarou poludníka, ktorú sme si predtým vyznačili na mieste, kde boli nainštalované hodiny. Bod C a koniec gnomónu musia smerovať na sever, bod A na západ a bod B na východ. Bod O je naopak dôležitý z iného dôvodu: je to takzvaný stred slnečných hodín, kde sa musí nachádzať spodný vrchol gnomónu.
Dariusz Oczki
Redaktor webovej stránky Gnomonika.pl
